فهرست مطالب

رادار - سال نهم شماره 2 (پیاپی 26، پاییز و زمستان 1400)

فصلنامه رادار
سال نهم شماره 2 (پیاپی 26، پاییز و زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/15
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محمد کاظمی راد، سید مهدی حسینی اندارگلی* صفحات 1-14
    در این مقاله شکل دهی بیم و توان اختصاصی به ماژولهای فرستنده-گیرنده رادارهای آرایه فازی اکتیو به گونه ای بهینه سازی شده است ‏تا احتمال شنود رادار با فرض عدم قطعیت در جهت شنودگر کمینه گردد. مسیله کمینه سازی احتمال شنود به صورت تحلیلی حل ‏شده است و برای ضرایب شکل دهی بیم طرح های مختلفی پیشنهاد شده است. بدین منظور مساله بهینه سازی از دو دیدگاه متفاوت ‏طرح و بعد از تحلیل ریاضی، فرمول بسته ای همراه با الگوریتم تکراری‎ ‎ابتکاری برای تعیین ضرایب شکل دهی بیم ارایه گردیده است. ‏عملکرد الگوریتم های پیشنهادی از لحاظ احتمال شنود رادار و زمان محاسبات با الگوریتم عددی ‏Barrier‏ و‎ ‎رادار کلاسیک که بدون ‏در نظر گرفتن احتمال شنود در پی بیشینه کردن احتمال آشکارسازی اهداف است به عنوان معیار مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج ‏شبیه سازی نشان می دهد الگوریتم های پیشنهادی نه تنها احتمال شنود رادار را در کل راستای محتمل حضور شنودگر به شکل ‏قابل ملاحظه ای کاهش می دهند بلکه قید احتمال آشکارسازی مطلوب و بودجه توان هر ماژول فرستنده-گیرنده را نیز رعایت می کنند‎.‎‏ ‏الگوریتم پیشنهادی هم از لحاظ میزان احتمال شنود و هم از لحاظ پیچیدگی محاسباتی بهتر از الگوریتم معیار عمل می کند.‏
    کلیدواژگان: رادارهای آرایه فازی اکتیو، عدم قطعیت در جهت شنودگر، احتمال آشکارسازی هدف، احتمال شنود کم، شکل دهی بیم
  • امید رحیمی ریزی، سید امیرحسین میر، سید وحید میرمقتدایی* صفحات 15-23

    در این مقاله یک آشکارساز پوش در بازه فرکانسی 2.7GHz تا 3.9GHz با زمان گذار بسیار کم و حساسیت بالا در تکنولوژی 180nm CMOS ارایه شده است. آشکارساز مبتنی بر روش تقویت کننده های لگاریتمی آشکارسازی متوالی بوده و از سه قسمت تشکیل شده است: هسته آشکارساز (یکسوساز)، تقویت کننده RF شبه لگاریتمی، طبقه خروجی. هسته اصلی آشکارساز، مبتنی بر روش سورس کوپل شده نامتقارن است که به صورت یکسوساز تمام موج عمل میکنند و دارای بازه فرکانسی 0.1GHz تا 10GHz با زمان گذار 1ns است. در این مقاله همچنین با تزریق بخشی از ورودی به مسیر جریان tail، حساسیت آشکارساز به اندازه 2 dB بهبود یافته است. جهت تقویت سیگنال، از یک تقویت کننده کم نویز پیشنهادی با ورودی تکی و خروجی تفاضلی و یک تقویت کننده تفاضلی ساده بصورت سری استفاده شده است. طبقه خروجی ضمن اینکه سیگنال آشکار شده پالسی را بدون افزایش قابل توجه در زمانهای فراز و فرود فیلتر میکند، میتواند یک بار خازنی 2pF را راه اندازی نماید. در این مقاله همچنین با بکارگیری محدودکننده های توان ماسفتی در تقویت کننده کم نویز و تقویت کننده تفاضلی، ضمن جلوگیری از اشباع تقویت کننده ها در اثر سیگنال ورودی با دامنه بزرگ، یک رفتار شبه لگاریتمی برای مدار کلی حاصل شده است. نتایج شبیه سازی پس از لی اوت مدار پیشنهادی با استفاده از Spectre-RF در فرکانس 3.3 GHz نشان می دهد که حساسیت این آشکارساز بهتر از -45dBm و زمان های فراز و فرود کمتر از 1.2ns میباشد که نسبت به کارهای اخیر بهبود قابل توجهی دارد. رنج دینامیکی شبه لگاریتمی این آشکارساز 20 dB، مصرف توان قسمت آشکارساز آن حدود 12mW از یک منبع ولتاژ 1.8V و مساحت اشغالی آن 72µm×72µm است درحالی که مساحت ناحیه فعال آشکارساز کل، شامل تقویت کننده ها، محدودکننده ها، آشکارسازها و بافر خروجی 0.7mm×0.55mm است.

    کلیدواژگان: آشکارساز پوش متوالی، سورس کوپل شده، تقویت کننده شبه لگاریتمی، محدودکننده
  • حمیدرضا شفقتی، سید آرش احمدی* صفحات 25-32
    این مقاله طراحی و شبیه سازی یک تقویت کننده توان، با حداکثر سطح بهره و راندمان در پهنای باند فوق گسترده را که با استفاده از تکنیک فرکانس حقیقی انجام شده است، در بر می گیرد. این تقویت کننده از فرکانس های نزدیک به DC تا 4 گیگاهرتز، بهره توان بیش از 12 دسی بل و توان خروجی بیش از 40 دسی بل میلی وات یا 10 وات را تحویل بار می دهد. بازدهی توان افزوده دستگاه، بین 47 تا 82 درصد در پهنای باند کاری، تغییر می کند. قطعه CGH40010F GaN HEMT از شرکت Wolfspeed-Cree در این طراحی استفاده شده-است. طراحی اولیه بر اساس روش تطبیق فرکانس حقیقی با استفاده از پارامترهای پراکندگی ترانزیستور که توسط سازنده ارایه شده، انجام شده است. با استفاده از امپدانس های منبع و بار مناسب که برای سطح بهره وری و بهره بهینه حاصل شده، نمونه اولیه عناصر فشرده با استفاده از تکنیک تطبیق منفرد فرکانس حقیقی مبتنی بر امپدانس بدست می آید. سپس عناصر فشرده با نمونه های توزیع شده جایگزین می شوند. سرانجام، عملکرد کلی سیستم مجددا بهینه سازی شده، نتایج موفقیت آمیز بدست آمده و ارایه می شوند.
    کلیدواژگان: تطبیق پهن باند، روش فرکانس حقیقی، تقویت کننده توان مایکروویو
  • روح الله وحدانی، حسین خالقی بیزکی*، محسن فلاح صفحات 33-38
    در این مقاله سیگنال های ارسالی رادارهای چندآنتنی با ماتریس کواریانس مطلوب به نحوی طراحی می شوند که با استفاده از سیگنال پایه کاملا همبسته (مشابه رادار آرایه فازی) و با استفاده از کدهای فضا زمان با پیچیدگی بسیار پایین تر و ارزانتر پیاده سازی شوند. با استفاده از طرح پیشنهادی، سیگنال ارسالی به محتویات کد فضا زمان و همچنین سیگنال پایه ارسالی وابسته خواهد بود. با انتخاب سیگنال پایه کاملا همبسته و یکسان برای تمام آنتن های ارسالی، ماتریس کواریانس سیگنال ارسالی تنها به محتویات کد فضا زمان وابسته خواهد بود. بنابراین با طراحی کد فضا زمان، ماتریس کواریانس مطلوب محقق می گردد. حاصل این روش دستیابی به هر ماتریس کواریانس دلخواه در فرستنده (و متعاقبا عملکرد مطلوب مثلا الگوی پرتو دلخواه و یا احتمال بالا در آشکارسازی هدف) با استفاده از ساختار بسیار ساده رادار آرایه فازی و همچنین کدهای فضا زمان می باشد، ضمن اینکه دیگر لزومی به استفاده از چندین نوع تولید کننده سیگنال با مشخصات متفاوت (تنوع شکل موج) نیست. فیلتر گیرنده نیز به طور وفقی با شرایط موجود به نحوی طراحی می شود که بهترین عملکرد احتمال آشکارسازی هدف محقق گردد.
    کلیدواژگان: رادار آرایه فازی، رادار چند ورودی چندخروجی، طراحی شکل موج، کدهای فضا زمان
  • عباس فروزان مهر، سید محمدمهدی دهقان بنادکی* صفحات 41-56

    این پژوهش به دنبال ایجاد اخلال در یک سامانه راداری یکپارچه متعلق به یک سیستم پدافند هوایی به کمک گروهی از پهپادهای همکار با استفاده از روش جمینگ نویزی می باشد. برای این منظور بایستی در ضمن تخصیص بهینه جمرها به هر یک از رادارها، مسیری مناسب برای نفوذ به این سامانه با کمترین احتمال شکست عملیات طراحی شود. بهینه سازی با هدف کم شدن استفاده از منابع شامل زمان عملیات، افزایش اختلالات در سیستم رادارها و کاهش احتمال آشکارسازی پهپادها انجام می گیرد. احتمال آشکارسازی تابعی از موقعیت و جهت نسبی پهپادها و رادارها و تعداد جمر اختصاص داده شده به هر رادار می باشد. با توجه به پیچیدگی محاسباتی یافتن مسیر بهینه در فضای پیوسته، از گسسته سازی میدان نبرد با نمونه برداری غیریکنواخت به روش لانه زنبوری به جای نمونه برداری یکنواخت استفاده می شود. این گسسته سازی، مسیریابی را به حل مساله کوتاه ترین مسیر مقید روی یک گراف محدود تبدیل می نماید. این روش در هر ناحیه ای که احتمال انحراف مسیر از خط مستقیم بیشتر باشد، تراکم نمونه برداری را افزایش می دهد. مساله تخصیص بهینه جمرها به رادارها نیز به گراف محدودی تبدیل شده و با استفاده از الگوریتم پالس حل می شود. در پایان اثربخشی الگوریتم های پیشنهادی با شبیه سازی یک ماموریت نوعی ایجاد اخلال توسط گروهی از پهپادهای همکار در برابر سامانه پدافند هوایی یکپارچه دشمن نشان داده شده است.

    کلیدواژگان: جمینگ نویزی، پهپادهای همکار، مسیریابی، کوتاه ترین مسیر مقید، الگوریتم پالس در گراف جهت دار محدود، نمونه برداری لانه زنبوری
  • نجمه مردانه*، مجید حاتم، علیرضا لیاقت صفحات 57-68

    دریافت اطلاعات دقیق تر از یک منطقه در تصاویر سار نیازمند تصویربرداری با حد تفکیک بالا از آن منطقه می باشد. جهت دست-یابی به تصاویر سار با حد تفکیک بالا، حالت تصویربرداری نور افکن بکار می رود. رویکرد تمرکز دو مرحله ای، یک رویکرد کارا برای برطرف نمودن تاخوردگی طیف فرکانسی در حالت نور افکن و متمرکز سازی داده های خام راداری می باشد . مقالات و مراجع مربوطه، در پیاده سازی این رویکرد، تنها از تبدیل فوریه سریع و ضرب های مختلط برای حذف تاخوردگی طیف داده ها استفاده کرده اند. اما در واقع، حذف تاخوردگی طیف فرکانسی در این رویکرد، علاوه بر تبدیل فوریه سریع و ضرب های مختلط، نیازمند یک سری ضرایب تصحیح می باشد که در هیچ یک از مراجع و مقالات مربوطه، این ضرایب تصحیح ارایه نشده اند. در حقیقت، مراجع مربوطه، تنها روش کلی پیاده-سازی این رویکرد را ارایه داده اند و از ارایه این ضرایب تصحیح صرف نظر نموده اند. لحاظ نکردن این ضرایب تصحیح در پیاده سازی این رویکرد، سبب اعوجاجاتی روی سیگنال فشرده شده می گردد. در این مقاله ضرایب تصحیح مورد نظر استخراج شده اند و با استفاده از این ضرایب، بلوک دیاگرام پردازش سیگنال اصلاح می گردد. همچنین، شبیه سازی هایی انجام شده است که اعوجاج ناشی از لحاظ نکردن ضرایب تصحیح را نشان می دهد. پیاده سازی رویکرد تمرکز دو مرحله ای با احتساب ضرایب تصحیح، موضوع اصلی این مقاله می باشد.

    کلیدواژگان: حالت نور افکن، تاخوردگی طیف، رویکرد تمرکز دو مرحله ای، ضرایب تصحیح
  • حمید محسنی، مهدی نجف زاده، مجید زارعی*، علی جاهد سراوانی، سعید زارع صفحات 69-78

    در سال های اخیر، شبکه های هوشمند نقش بسزایی در زمینه های مختلف نظامی ایفا کرده و به مرور جایگزین اپراتورهای انسانی در سیستم های نوین نظامی می شوند. ارزیابی تهدید اهداف پرنده در سامانه های فرماندهی و کنترل توسط اپراتورهای خبره بر اساس دانش و تجربه انجام می پذیرد. تجزیه و تحلیل اطلاعات ورودی دریافتی از سیستم های تلفیق داده امری بسیار دشوار است که نیازمند تصمیم گیری های پیچیده ای می باشد. توانایی بالا و دقت سیستم های هوشمند به منظور پیش بینی تهدید اهداف پرنده بر اساس پارامترهای مختلف دریافتی، کمک شایانی در تصمیم گیری نهایی می کند. در این مقاله از یک مدل رگرسیون شبکه عصبی و فازی استفاده گردیده است، تا بتوان اولویت تهدید اهداف متحرک برای سامانه فرماندهی و کنترل به صورت هوشمند و لحظه ای تعیین گردد. خطای شبکه عصبی و ANFIS آموزش دیده برای داده های تست به ترتیب برابر 14/4% و 65/1% درصد می باشد که نشان از توانایی بالای این ساختارها در تخمین تهدید اهداف پرنده دارد. علاوه بر این روابط بین متغیرهای هدف و میزان تهدید نیز مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت یک صحنه نبرد پویا با اهداف هوایی مختلف شبیه سازی گردید و مدل توسعه داده شده مورد سنجش قرار گرفت.

    کلیدواژگان: ارزیابی تهدید، اهداف هوایی پرنده، شبکه عصبی و ANFIS
  • فاطمه اعتصامی، شاپور خورشیدی*، حبیب الله عبیری صفحات 79-88

    در این مقاله، یک روش جدید جهت طراحی یک آنتن آرایه انعکاسی پهن باند شامل دو گلبرگ و تغذیه شده با یک تک آنتن مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته شده است. در این طراحی پیدایش دو گلبرگ بر مبنای تولید یک صفر در الگوی تشعشعی آنتن تحقق می-یابد. به منظور دستیابی به این صفر، توزیع فازهای برگشتی از سطح آنتن مورد مطالعه قرار گرفته است. از یک المان کوچک تر از طول موج تک لایه حاوی چندین تشدید به عنوان المان ایجاد کننده ی فازهای مورد نیاز استفاده شده است. فاز این المان دارای رنج خطی وسیعی است که نهایتا منجر به رفتار پهن باندی آنتن می گردد. یک تحلیل نظری و نیز یک شبیه سازی موج کامل برای روش پیشنهادی انجام شده است که نتایج حاصل شده از آن ها به میزان قابل قبولی به هم نزدیک است. در ادامه دو آنتن آرایه انعکاسی شامل دو گلبرگ در باند فرکانسی X طراحی شده است، یکی با به کارگیری روش طراحی پیشنهادی و دیگری بر مبنای روش هندسی. مشخصه های پهنای باند فرکانسی و انحراف گلبرگ آنتن با تغییر فرکانس، در نتایج آنتن طراحی شده با استفاده از روش پیشنهادی در مقایسه با روش دیگر بهبود داشته است. نتایج شبیه سازی، بهبود 1.1% در پهنای باند 1-dB و بهبودی به اندازه ی در انحراف گلبرگ آنتن در روش پیشنهادی نسبت به روش دیگر را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: آنتن آرایه انعکاسی، پهن باندی، آنتن دو گلبرگی، تک لایه، المان کوچکتر از طول موج
  • حسین اسحاقی*، مرتضی سپه وند صفحات 89-98

    طراحی آرایه های تنک که می توانند الگوهای تشعشعی مورد نظر را با حداقل تعداد عناصر ایجاد کنند، یک حوزه تحقیقاتی مورد علاقه است. مسیله سنتز آرایه های تنک را می توان با محدودیت های مناسب بر روی اندازه ی تعداد عضوهای فضای حل، یعنی نرم صفر وزن های عناصر آرایه مدلسازی کرد، اما چنین محدودیت غیرمحدبی، نیاز به حل مسیله چند جمله ای غیرتصادفی سخت دارد. ایده های جالبی برای آرام سازی محدودیت ذکر شده به صورت محدب پیشنهاد شده است. یک راه حل ممکن بر اساس حداقل سازی نرم یک است؛ الگوریتم استفاده شده در اینجا، ابتدا الگوی تشعشعی بهینه را با استفاده از بهینه سازی محدب تعیین می کند، سپس با استفاده از وزن دهی مجدد نرم یک، آرایه پراکنده را با حذف آن دسته از عناصری که وزن تقریبا صفر دارند، بدست آورده و موقعیت المان ها را به صورت بهینه مشخص می کند؛ در نتیجه با حل مشکل عدم تحدب مسیله، راه حل بهینه با زمان محاسباتی معقول ارایه می شود. هدف روش بهینه سازی ارایه شده، به حداقل رساندن تعداد عناصر، رعایت قیود مربوط به الزامات الگوی تشعشعی و کاهش زمان محاسبه است. این تحقیق در مطالعه موردی خود، توانسته با تنظیم پارامتر های مربوطه از جمله DRR، γ و ε، آرایه 11×11 (121 عنصر) را به 42 (با افزایش حداکثر سطح گلبرگ فرعی) و 37 عنصر (با افزایش پهنای گلبرگ اصلی) تنک سازی کند.

    کلیدواژگان: آنتن آرایه ای، تنک سازی، بهینه سازی محدب، الگوی تشعشعی
  • سید محسن رضوی، عماد حمیدی*، سید محمدجواد رضوی صفحات 99-106

    ااندازه گیری سرعت فاز و امپدانس برهم کنش ساختارهای کندموج در صنعت لامپ های ریزموج حایز اهمیت ویژه ای می باشد. در میان روش هایی که برای اندازه گیری امپدانس برهم کنش و سرعت فاز وجود دارد، روش اختلال غیرتشدیدی ساده و در عین حال دقیق و قابل اجرا می باشد. در این مقاله درستی این روش برای ساختار کندموج مارپیچ با استفاده از شبیه سازها و روابط تحلیلی بررسی شده و بر اساس آن دستگاهی ساخته شده که دقت لازم برای جابجایی اختلالگر را در درون ساختار کند موج داشته باشد. نتایج و قابلیت-های اندازه گیری با این دستگاه با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار CST و روابط تحلیلی اثبات شده است.

    کلیدواژگان: ساختار مارپیچ، سرعت فاز، امپدانس برهم کنش، اختلال غیرتشدیدی
  • جواد قلندری، سید مهدی حسینی اندارگلی*، نادعلی زارعی، مهدی ملازاده گل محله صفحات 107-117

    با پیشرفت تکنیک های ECCM در رادارها، روش های تفکیک پالس در سیستم های ESM به جای بررسی کلمات توصیف کننده در روش های سنتی بر مدولاسیون درون پالسی تکیه نموده اند. استخراج مدولاسیون درون پالسی روش مناسبی بوده ولی در مواجهه با رادارهای چند حالته با تغییر مدولاسیون درون پالسی، تعداد اهداف را بیش از مقدار واقعی تخمین می زند. هدف از این مقاله تشخیص رادارهای چندحالته با انواع مدولاسیون داخلی، در یک محیط متراکم راداری است. راه حل پیشنهادی افزودن بخش تشخیص رادارهای چندحالته به روش های موجود تفکیک پالس در مرحله پردازش تکمیلی است. این روش شامل ارایه یک چارچوب مناسب جهت بررسی رشته پالس های تفکیک شده با تعریف و انتخاب معیارهای تشابه از PDW توسعه یافته است. در این روش ابتدا ویژگی های متمایزکننده هر رادار استخراج شده و معیارهای تشابه از هر ویژگی برای بررسی شباهت بین دو رشته پالس محاسبه می گردد. داده ورودی شامل اطلاعات تفکیک شده از رادارهای واقعی است که توسط یک سیستم شنود دریافت می گردد. به دلیل عدم قطعیت در هر یک از معیارها، امتیاز تشابه به صورت فازی و نرمالیزه شده لحاظ شده و داده های آموزش تکمیل می شود. سپس از جدول داده ها برای آموزش یک شبکه عصبی پرسپترون استفاده می شود. شبکه پس از آموزش در شرایط جدید، رادارهای چندحالته را تشخیص می دهد. جهت تست شبکه، بخشی از جدول داده به شبکه اعمال شده و شبکه آموزش دیده شده در 100 درصد داده های تست با موفقیت توانسته است رادارهای چندحالته را از بین رادارهای متمایز تشخیص دهد.

    کلیدواژگان: رادار چندحالته، تفکیک پالس راداری، استخراج ویژگی، شبکه عصبی
  • فلاح محمدزاده، علی حسنی*، محمد خلج امیرحسینی صفحات 119-131

    آنتن آرایه ای شکافدار خطی شعاعی (RLSA) از نوع آنتن های آرایه ای صفحه ای با بازدهی بالا است که برای تولید پلاریزاسیون دایروی به کار می رود. در این آنتن ها برای از بین بردن گلبرگ های مزاحم ناشی از آرایه ای بودن ساختار، موجبر طبقه ی دوم را با یک ماده ی دی الکتریک پر می کنند. همه ی توان ورودی به آنتن باید از یک فضای محدود که شامل دی الکتریک، هوا و فلز است عبور کند. این فضا دارای گوشه هایی است که شدت میدان الکتریکی در آن بسیار زیاد خواهد بود و بنابراین در توان های بالا ظرفیت انتقال توان آنتن را کاهش خواهد داد. به همین دلیل به جای استفاده از دی الکتریک در فضای بین دو موج بر از یک ساختار موج آهسته شعاعی استفاده می شود. در این مقاله ابتدا تحلیل ریاضی ساختار موج آهسته با تکیه بر تیوری فلوکه انجام شده است. سپس یک ساختار موج آهسته برای استفاده در یک آنتن آرایه ای شکافدار خطی شعاعی در فرکانس 10/2 طراحی، شبیه سازی و بهینه سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که کمینه ی ضریب بازتاب 20/8- و پهنای باند آن 251MHz است. در نهایت یک نمونه از آنتن شبیه سازی شده با استفاده از ساختار پیشنهادی ساخته شد. تحلیل توان آنتن نشان داد که حداقل توان قابل تحمل آنتن 625MW است.

    کلیدواژگان: آنتن آرایه ای شکافدار خطی شعاعی (RLSA)، ساختار موج آهسته (SWS)، تئوری فلوکه، امواج مایکروویو توان بالا (HPM)
|
  • Mohammad Kazemirad, Seyyed Mahdi Hoseini Andargholi * Pages 1-14
    n this paper, transmit beamforming and T/R modules' allocated power in active phased array radars are ‎optimized to reduce interception probability of radar under uncertainties in the interceptor’s direction. The LPI ‎problem is solved analytically and some theorems are extracted for optimum beamforming weights design. Two ‎LPI optimization problems from two perspectives are formulated and solved analytically in preparing two closed ‎form solutions in combination with heuristic iterative algorithms for designing transmit beamforming weights. ‎LPI performance and computation time of proposed algorithms are compared with the benchmark numerical ‎Barrier algorithm and with the conventional radar in which maximizing detection probability without ‎interception probability issues is considered. Simulation results show that proposed algorithms not only minimize ‎the interception probability of radar but also satisfy desired detection performance and power budget ‎constraints, simultaneously. The proposed algorithms outperform standard numerical barrier algorithm in ‎complexity and optimality.‎
    Keywords: Active phased array radar, Uncertainity in interceptor’s diretion, Detection Probability, Low probability of interception, Beamforming
  • Omid Rahimi Rizi, Seyyed AmirHosein Mir, Sayed Vahid Mir-Moghtadaei * Pages 15-23

    This paper presents a high-sensitive envelope detector in 2.7GHz to 3.9GHz frequency band using 180 nm CMOS technology. The detector is based on the Successive Detection Logarithmic Amplifiers (SDLA) and consists of three sections: the detector core (rectifier), semi-logarithmic RF amplifier, and output stage. The detector core is based on the unbalanced source coupled method, which provides a full-wave rectifier. The frequency bandwidth and transition time of detector core are 0.1GHz to 10 GHz and 1ns, respectively. In this paper, the sensitivity of the detector is also improved about 2 dB by injecting part of the input signal into the tail current path. To amplify the signal, a proposed low-noise amplifier(LNA) with a single input and differential output and a simple differential amplifier in series are used. The output stage provides a low pass filter and drives a 2pF output capacitance, without increasing the transition time. By using RF power limiters in the outputs of LNA and differential amplifier, a semi-logarithmic behavior for the total circuit is obtained while preventing saturation of amplifiers due to the large input signal. Post-layout simulation results by Spectre-RF show the sensitivity of -45dBm and the rise and fall times of less than 1.2ns, which is a significant improvement compared to recent reported work. The semi-logarithmic dynamic range and the power consumption of this detector are 20dB and 12mW from a voltage source of 1.8V, respectively. The occupied area of the detector core is only 72µm×72µm, while the active area of the total detector, including amplifiers, limiters, rectifiers and output buffer is 0.7mm×0.55mm.

    Keywords: Successive Envelope detector, Source Coupled, Semi-Logarithmic Amplifier, Limiter
  • Hamidreza Shafaghati, Seyed Arash Ahmadi * Pages 25-32
    One of the most important parts of communication systems are matching networks. If the matching networks are not broadband, no matter how good the rest of the communication system is, the system’s bandwidth is bounded by matching network. In this project, we explain the real frequency technique and use it to design and simulate a broadband matching network for use in a broadband power amplifier. The designed prototype operates from 0.1 up to 4 GHz with around 12 dB power gain and delivers approximately 40 dBm or 10 Watts of power. The power added efficiency of the device more than 47% in the wide operation bandwidth. CGH40010F GaN HEMT device of Wolfspeed-Cree Company is used in the design.
    Keywords: broadband matching, real frequency techniques, microwave power amplifers, GaN HEMT
  • Roholla Vahdani, Hossein Khaleghi Bizaki *, M. Fallah Pages 33-38
    In this paper, the transmitted signal of multi-antenna radars with the desired covariance matrix is designed to be implemented using a fully correlated base signal (similar to phased-array radar) and using space-time codes with much lower complexity and cost. Using the proposed model, the transmitted signal will depend on the contents of the space-time codes as well as the transmitted base signal. By selecting a completely correlated and identical base signal for all transmitted antennas, the transmitted signal covariance matrix will depend only on the contents of the space-time codes. Therefore, by designing the space-time code, the desired covariance matrix is achieved. The result of this method is the achievement of any desired covariance matrix in the transmitter (and consequently the optimal performance, such as the desired beam pattern or high probability in target detection) using the very simple structure of phased-array radar as well as space-time codes. This method does not require several types of signal generators with different specifications (waveform variation). The receiver filter is also designed in accordance with the existing conditions in such a way that the best performance of the target detection probability be achieved.
    Keywords: Phased-Array Radar, MIMO Radar, Waveform Design, space-time codes
  • Abbas Forouzanmehr, Seyyed M. Mehdi Dehghan * Pages 41-56

    In this research we are looking for finding a way to suppress radars of an integrated air defense system with the help of a group of cooperative UAVs using noise jamming. The purpose of this research is to propose a target allocation and path planning algorithm so that they can fly closer to their target without the risk of being detected. Objective of optimization is to reduce usage of resources including operation time, increase noise level in radars’ receivers and reduce probability of UAVs being detected by search radars. probability of detection depends on relative position and attitude of UAVs and each radar and the number of UAVs jamming each radar. To simplify the computational complexity of solving the path planning problem on a continuous domain, we discretize airspace and use a honeycomb sampling method instead of a uniform sampling method. This discretization reduces the path planning to a constrained shortest path problem over a finite graph. In this method we sample more points in regions where the optimal path is more likely to deviate from a straight-line. The target allocation problem too can be turned into a finite graph and solved using pulse algorithm. Eventually with the help of Computer simulation, the effectiveness of the proposed algorithms is examined in a typical mission of cooperative UAVs jamming an integrated air defense system.

    Keywords: Noise Jamming, Cooperative UAVs, Path Planning, Constrained Shortest Path, Pulse Algorithm in Finite Directed Graph, Honeycomb Sampling
  • Najmeh Mardaneh *, Majid- Hatam-, Alireza Liaghat Pages 57-68

    Receiving more accurate information from an area in SAR images requires high-resolution imaging of that area. In order to achieve high resolution SAR images, spotlight imaging mode is used. Two-step focusing approach, is an efficient approach to eliminate doppler spectrum folding in spotlight mode and focus raw radar data. Relevant articles and references, have only used fast fourier transform and complex coefficient to eliminate data spectrum folding in implementing this approach. But in fact, eliminating the doppler spectrum folding in this approach, requires a series of correction coefficients in addition to fast fourier transform and complex coefficients, which in none of relevant references and articles, are not provided. In reality, the relevant references have only provided a general method of implementation of this approach and have omitted to provide these correction coefficients. Failure to consider these correction coefficients in the implementation of this approach, will cause distortions in the compressed signal. In this paper, the desired correction coefficients are extracted and the block diagram of signal processing is modified by using these coefficients. Also, simulations have been performed that shown the distortion due to not considering the correction coefficients. Implementing two-step focusing approach with considering correction coefficients is the main topic of this paper.

    Keywords: Spotlight mode, Spectrum folding, Two-step focusing approach, Correction coefficients
  • Hamid Mohseni, Mehdi Najafzadeh, Majid Zarie *, Ali Jahed Saravania, Saeid Zare Pages 69-78

    In recent years, intelligent structures play the key role in different military fields and take the place of human operators in novel armed services step by step. Threat evaluation of flying air targets in command and control systems is performed by expert operators through their knowledge and experience. Analysis of input data in the data-fusion systems is a very difficult task requiring complicated decision. Capability and accuracy of intelligent systems for threat prediction of flying air targets base on different received parameters can be a great assist in final macking decision. In this study, a neural network and ANFIS regression models are used to determine the priority of the threat of flying air targets in the command and control systems intelligently and instantly. The error of trained neural network and ANFIS for test dataset are 4.14% and 1.65%, respectively indicating superior ability of these structures in threat estimation of flying air targets. Furthermore, relationships among target variables and threat level is studied. Finally, a dynamic battle scene with different flying air targets is simulated and developed moled is validated.

    Keywords: Threat evaluation, Flying air targets, Neural networks, ANFIS
  • Fatemeh Etesami, Shapoor Khorshidi *, Habibollah Abiri Pages 79-88

    This paper proposes a new method for the design of a broadband dual-beam reflectarray antenna with a single feed. This method is based on the producing a null in the antenna radiation pattern and the appearance of two beams. The reflection phase distribution on the aperture of the antenna has been studied to achieve this null. A single layer subwavelength element with multi-resonances is used as the phase shifting unit cell due to its wide linear phase range. A comprehensive theoretical analysis and full-wave simulation are accomplished and the results are in good agreement. Two dual beam reflectarray antennas operating at X band are designed using the proposed method and the geometrical method. The improvement in the gain bandwidth and the beam squint of the designed reflectarray using our proposed method is observed compared to the other one. The simulation results show the improvement of 1.1% in 1-dB gain bandwidth and in the beam squint for the proposed design method compared with the other one.

    Keywords: Reflectarray antenna, Broadband, dual beam antenna, single layer, subwavelength element
  • Hossein Eshaghi *, Mortaza Sepahvand Pages 89-98

    Design of sparse array antenna that can create the desired radiation patterns with minimum number of elements, is a favorite research area. The synthesis sparse array problem can be modeled with appropriate constraints on the number of solve space members, namely l_0-norm of the weight elements. But it is a non-convex problem that requires to solving a NP-hard problem. An interesting ideas is mentioned to relax problem to convex problem. The proposed solution is based l_1-norm; The algorithm used here, first determines the optimal radiation pattern with convex optimization. then by using iterative weighting l_1-norm, sparse array is obtained by removing those elements that weights of them are almost zero and optimally determines the position of the element. As a result, by solving the non-convexity property of the problem, the optimal solution is provided with a reasonable computational time. The purpose of the optimization method is to minimize the number of elements, observe the constraints related to the requirements of the radiation pattern and reduce the calculation time. This research, in its case study, was able to sparse the 11×11 array (121 elements) to 42 elements (increase PSL) and 37 elements (increase mainlobe beamwidth) by adjusting the relevant parameters such as DRR, γ and ε.

    Keywords: Array antenna, Sparsity, convex optimization, Radiation Pattern
  • Sayed Mohsen Razavi, Emad Hamidi *, Seyed MohammadJavad Razavi Pages 99-106

    Phase velocity and interaction impedance measurements on slow wave structures are especially important in the microwave tubes industry. Among the methods available for measuring the phase velocity and interaction impedance, non-resonant perturbation method is simple yet accurate and applicable. In this paper, the correctness of this method for helical slow wave structure is investigated with simulation and analytical methods and based on it, a device is built that has the precision needed to move the perturber inside a slow wave structure. The results and measurement capabilities of this device have been demonstrated using simulations in CST software and analytical relationships.

    Keywords: slow wave structure, phase velocity, Interaction Impedance, Non-Rsonant Perturbation (NRP)
  • Javad Ghalandari, Seyed Mehdi Hosseini Andargoli *, Nadali Zarei, Mehdi Molazadeh Golmahaleh Pages 107-117

    Due to developments have been occurred in ECCM techniques of radars, pulse separation methods in ESM systems rely on intera-pulse modulation instead of analyzing pulse descriptive words in traditional methods. Extraction of pulse modulation is a suitable method but in the case of multi-mode radars, the number of targets is overestimated by changing the intra-pulse modulation. The purpose of this paper is to detect multi-mode radars with various types of internal modulation in a dense radar environment. The proposed solution is to add multi-mode radars detection to the existing pulse separation methods at the post processing stage. This method involves providing an appropriate framework for examining the separated pulse string by defining and selecting similarity criteria from the extended PDW. In this method, at first the distinguishing features of each radar are extracted and the similarity criteria of each feature are calculated to check the similarity between the two pulse strings. Input data contains information separated from real radars received by ESM system. Due to the uncertainties of each criteria, similarity scores are computed through the fuzzy roles and normalization and training dataset is formed. The data table is then used to train a perceptron neural network. The trained network can detect multimode radars automatically. To test the network, a section of the data table is applied to the network and trained network succeed in 100% of test data to distinguish multi-mode radars from the distinct radars.

    Keywords: Multi-mode radar, Radar pulse separation, Feature Extraction, neural network
  • Fallah Mohammadzadeh, Ali Hasani *, Mohammad Khalaj Amirhosseini Pages 119-131

    Radial line slot array (RLSA) antennas are a type of high-efficiency plane array antenna used to generate circular polarization. In these antennas, the second-floor wave-guide is filled with a dielectric material to eliminate the grating lobes caused by the array of structures. All input power to the antenna must pass through a confined space that includes dielectric, air, and metal. This space has corners where the intensity of the electric field will be very high and, therefore, at high powers, will reduce the power transmission capacity of the antenna. For this reason, instead of using a dielectric in the space between two wave-guides, a slow radial wave structure is used. In this paper, first, a mathematical analysis of slow-wave structure is performed based on the Fluke theory. Next, a slow-wave structure is designed, simulated, and optimized for use in a 10.2 GHz Radial line slot array antenna.The simulation results showed that the minimum reflection coefficient is -20 dB, and its bandwidth is 251 MHz. Finally, a prototype of the simulated antenna was constructed using the proposed structure. Antenna power analysis showed that the minimum tolerable antenna power is 625 MW.

    Keywords: Radial line slot array antenna (RLSA), Slow wave structure (SWS), Floquet theory, High power microwave